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向量法推导两角和差公式

向量法推导两角和差公式

更新时间:2025-05-07 09:04:36

向量法推导两角和差公式

两角和差公式是用向量法来推导的。首先,我们将两个角的单位向量分别表示为a和b,然后将其分解成垂直和平行于另一个向量c的分量。

根据向量的加法和减法规则,我们可以得到两个角的和与差的向量分别为a + b和a - b。

然后我们可以通过余弦定理和正弦定理,将a + b和a - b向量的长度表示为两个角的余弦和正弦函数,从而得出两角和差公式。

我们可以使用向量法来推导两角和差公式。

假设有两个向量a=(cosθ, sinθ)和b=(cos(θ+Δθ), sin(θ+Δθ))。

根据向量的加法运算,向量a和b的和为:

向量a和b的和为:(cosθ+cos(θ+Δθ), sinθ+sin(θ+Δθ))

根据三角函数的和差化积公式,我们有:

(cos(θ+Δθ)=cosθcosΔθ-sinθsinΔθ),(sin(θ+Δθ)=sinθcosΔθ+cosθsinΔθ)

将(cos(θ+Δθ)=cosθcosΔθ-sinθsinΔθ)和(sin(θ+Δθ)=sinθcosΔθ+cosθsinΔθ)代入(cosθ+cos(θ+Δθ))和(sinθ+sin(θ+Δθ))中,得到:

(cosθ+cosθcosΔθ-sinθsinΔθ),(sinθ+sinθcosΔθ+cosθsinΔθ)

根据向量的模长公式,向量a和b的模长分别为:

(√(cos²θ+sin²θ)),(√(cos²(θ+Δθ)+sin²(θ+Δθ)))

由于向量a和b共线,所以向量a和b的模长之比等于向量a和b的坐标之比,即:

√(cos²θ+sin²θ) / √(cos²(θ+Δθ)+sin²(θ+Δθ)) = √(cos²θ+sin²θ)/√(cos²(θ+Δθ)+sin²(θ+Δθ))

化简得:

sin(Δθ)=2sin(Δθ/2)cos(Δθ/2)

这就是两角和差公式的推导过程。

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